Kleine Filterkunde
von Alexander Kerste
Gefiltertes Licht
Okularfilter versprechen bessere, kontrastreichere Bilder und manchmal sogar das Ende der Lichtverschmutzung. Um einschätzen zu können, was ein Filter wirklich leistet, ist es wichtig, die Funktionsweise der verschiedenen Filter zu verstehen. Denn eigentlich ist es ja widersinnig: Einerseits wird versucht, ein möglichst großes Teleskop zu kaufen, das so viel Licht wie möglich sammelt, und dann wird ein Filter in das Okular geschraubt, der viel Licht einfach ausblendet.
Um die Logik dahinter zu verstehen, müssen wir uns das Licht der Sterne und Nebel einmal genauer ansehen. Physiker verwenden dazu Spektroskope, die das Licht in seine Farben zerlegen. Dazu dient entweder ein Prisma oder ein optisches Gitter, das weißes Licht in seine Regenbogenfarben aufspaltet. Das können Sie an einem sonnigen Tag unter anderem bei geschliffenem Glasschmuck oder Wassergläsern beobachten, die wie ein Prisma wirken, oder bei einer CD-ROM, die wie ein optisches Gitter wirkt.
Wenn wir damit das Licht einer Glühbirne oder eines Sterns untersuchen, erhalten wir alle Regenbogenfarben: Beide leuchten, da ihre Oberfläche glühend heiß ist. Je nachdem, wie heiß die Oberfläche ist, variiert die Farbe, die am hellsten strahlt, aber es kommen letztlich alle Farben vor. [Genau genommen gibt es im Spektrum von Sternen zahlreiche dunkle Linien, die sogenannten Fraunhofer-Linien. Sie entstehen, da kühlere Gase in der Sternatmosphäre oder im interstellaren Raum einzelne Farben bzw. Wellenlängen absorbieren.]
Wenn wir stattdessen eine Leuchstoffröhre oder einen Emissionsnebel untersuchen, sehen wir kein durchgehendes Spektrum, sondern nur einzelne helle Linien. Beide leuchten nämlich kalt: UV-Strahlung regt bestimmte Gase oder Atome zum Fluoreszieren an. Besonders interessant sind dabei die H-Alpha-Linie im tiefroten Teil des Spektrums, bei 656,3 Nanometern, und die H-Beta-Linie bei 486,1 Nanometern im blau-grünen. In diesen Farben leuchten die großen Wasserstoffwolken in Sternentstehungsgebieten wie dem Orionnebel und dem Nordamerikanebel. "Sternleichen" wie Planetarische Nebel oder Supernovaüberreste, die neben Wasserstoff und Helium noch weitere Elemente enthalten, leuchten außerdem in einigen weiteren Farben. [Etwas physikalischer: Elektronen werden auf ein höheres Energieniveau angehoben, wenn sie z. B. UV-Strahlung absorbieren. Wenn sie wieder auf ihr ursprüngliches Energieniveau abfallen, gibt es zwei Möglichkeiten: Wenn sie sofort auf das alte Niveau fallen, geben sie die UV-Strahlung wieder in der selben Wellenlänge ab, die sie auch absorbiert haben. Wenn sie die aufgenommene Energie in mehreren Schritten abgeben, geben sie Licht bzw. Strahlung in anderen, weniger energiereichen Wellenlängen ab – darunter können auch Farben sein, die wir mit unseren Augen wahrnehmen können. Diese Farben bzw. Linien entsprechen übrigens den oben erwähnten Absorptionslinien – die Gase fluoreszieren also in den selben Wellenlängen, bei denen sie auch Licht absorbieren.]
Die Aufgabe eines Filters ist nun in der Regel, nur die Wellenlängen durch zu lassen, die uns interessieren. Wer nicht das Glück hat, von einem besonders dunklen Standort aus zu beobachten, wird von der Lichtverschmutzung in Form von Streulicht oder einem aufgehellten Himmel geplagt werden. Ein Deep-Sky-Filter lässt im Idealfall nur das Licht eines Gasnebels durch und blendet das meiste Streulicht aus. Das funktioniert allerdings nur bei fluoreszierenden Nebeln. Glühende Sterne, die in allen Farben leuchten, werden dabei ebenfalls abgedunkelt, genau wie Reflexionsnebel, die das Sternlicht wiederspiegeln. Daher gibt es auch keine Filter, mit denen Sie speziell Galaxien oder Sternhaufen besser sehen können – diese leuchten genau wie Glühbirnen in allen Farben des Spektrums.
Wenn Sie Glück haben, besteht zumindest die Straßenbeleuchtung in Ihrer Umgebung aus Leuchtstoffröhren, die Sie dann gezielt mit einem "Light-Pollution-Filter" ausblenden können. Ob und wie gut das funktioniert, hängt allerdings von der Beleuchtung in Ihrer Umgebung ab. Wunder können diese Filter nicht vollbringen, eine Fahrt zu einem dunklen Standort bringt mehr.
Ganz dunkel wird es aber auch fern der Zivilisation nicht: Tagsüber spaltet die Sonnenstrahlung Moleküle in der Erdatmosphäre auf, die bei Nacht wieder rekombinieren und dabei Licht abgeben. Dieses "Airglow" tritt bei Wellenlängen zwischen etwa 540 und 630 Nanometer auf, also im grünen bis roten Bereich des Spektrums.
Schauen wir uns die verschiedenen Filter einmal näher an. Die wichtigsten sind
